Расчет привода метательного транспортера

Определим время пуска  и торможения графическим и графоаналитическим методами.

Графоаналитический метод.

Кривую избыточного момента  заменим ступенчатой линией с  участками, для которых и равен среднему значению на данном участке. Точность тем выше, чем на большее число участков разбита кривая . Разбиваем на 10 частей.

Затем определим приращение времени на отдельных  участках по формуле

, с,

где    - момент инерции системы, ;

_i – приращение угловой скорости на i-ом участке, ;

– среднее значение избыточного  момента на i-ом участке, ;

Данные расчетов сведем в таблицу  3.

Время пуска определим как:

, с,

.

 

Таблица 3 - Данные для определения

времени пуска и торможения

№ участка	1	2		3		4	5	6		7	8	9	10
,с-1	0	15		30		45	60	75		90	105	120	135
,с-1	15	30		45		60	75	90		105	120	135	150
,с-1	15	15		15		15	15	15		15	15	15	15
Мизб, Н*м	4,6	3,4		2,8		4,1	5,3	5,6		4,9	4,2	3,2	2,1
ti,с-1	0,04	0,05	0,06		0,043		0,033		0,032	0,036	0,042	0,047		0,08

 

Время торможения определим как:

,с ,

.

Графический метод.

Выбираем масштабы осей моментов и частоты .

Строим в принятом масштабе механические характеристики электродвигателя и рабочей машины .

Строим кривую избыточного момента электродвигателя .

Кривую избыточного момента  заменяем ступенчатой линией с участками, для которых избыточный момент постоянен и равен среднему значению на данном участке.

   По оси моментов произвольно  откладываем отрезок ОА и определяем  масштаб момента инерции по формуле:

.

.

.

Определяем масштаб оси времени  из выражения

, ,

где  -  масштаб времени, ;

       -  масштаб момента инерции, ;

       - масштаб угловой скорости, ;

       - масштаб момента, ;

.

Полученные на отдельных участках  средние значения избыточного момента откладываем вверх по оси ординат. Отмеченные точки (1, 2, 3 и т.д.) соединяем прямыми с точкой А. Из начала координат проводим прямую, параллельную отрезку А1. Эта прямая характеризует искомую функцию для первого участка. Аналогично производим построение для последующих участков.

Определяем длину отрезка  , характеризующего время пуска: .

Определяем время пуска:

.

Величину момента рабочей машины откладываем из точки О вниз по оси ординат. Полученную точку A^' соединяем с точкой А и проводим отрезок АА^'. Из точки T₀ проводим параллельно отрезку АА^' отрезок до пересечения с осью времени (точка ). Получаем отрезок .

Определим длину отрезка  , характеризующего время торможения: .

Определим время торможения:

.

7 Определение активной и реактивной мощности,

потребляемой из сети двигателем

 

Активная, реактивная и полная мощности, потребляемые электродвигателем транспортера из сети, определяется по известным формулам с учетом коэффициента загрузки.

Коэффициент загрузки двигателя определяется по формуле

Коэффициент полезного действия,

определим методом интерполяции согласно таблице А.2 =0,6832

 Коэффициент мощности расчитан для данного коэффициента загрузки по таблице А.2 и равен:

Cos =0.6094

Активная максимальна я мощность, потребляемая электродвигателем из сети определяется по формуле

где h_з – КПД при данном коэффициенте загрузки.

Полная максимальная мощность, потребляемая электродвигателем из сети, определяется по формуле

S

Реактивная мощность максимальная, потребляемая электродвигателем из сети определяется по формуле

ЭД привода нории  Для привода нории принят электродвигатель серии 4А80В4У3  =1.5 кВт Для двигателя нории примем коэффициент  загрузки Кз=0,6 Максимальная активная мощность электродвигателя, потребляемая из сети, кВт: Максимальная полная мощность, кВА; = Максимальная реактивная мощность, кВАр:   Заслонка =0.6 кВт примем коэффициент  загрузки Кз=1 Максимальная активная мощность, потребляемая из сети, Вт:   Максимальная полная мощность, ВА; S Максимальная реактивная мощность, ВАр: , ВАр ;

 

 

 

 

 

8 Описание работы схемы управления

При нажатии кнопки SB 1 получила питание катушка реле времени КТ 1, которая блокирует своим замыкающим контактом кнопку SB 1 и ставит ее на самоудержание.Одновременно получает питание сигнальная лампа HL1. С выдержкой времени замыкающий контакт, реле времени КТ 1 замыкает цепь катушки промежуточного реле KV 1, который своим размыкающим контактом обесточивает HL1 и катушку реле времени КТ1, то есть световой  сигнал прекращается. Одновременно с этим  замыкающий контакт KV1 подхватывает саму катушку KV1 и начинает получать питание цепь схемы управления.

Получает питание катушка  магнитного пускателя метательного транспортера зерна КМ1 и своими контактами замыкает цепь  катушка магнитного пускателя нории КМ2,который,в свою очередь, замыкающим контактом подает питание в цепь пускателя заслонки КМ3, линия работает.

При заполнении заданного  обьема зерна персонал осуществляет отключение схемы путем нажатия кнопки SB3,которая замыкает цепь питания промежуточного реле KV2 и через перемычку KT2,а реле KV2 своими замыкающими  контактами шунтирует кнопку SB3,обеспечивая дальнейшее питание KT2,а размыкающими контактами обесточивает цепь питания заслонки подачи зерна.По истечению заданного времени,нужного для очищения линии от продукции, размыкаются контакты реле KT2,обесточивая всю линию.

Так же предусмотрена  кнопка аварийной остановки всего  процесса SB2.

Примечание: При получении  питания любой из катушек магнитного пускателя срабатывают замыкающие блок контакты, в цепи сигнализации, соответствующих элементов схемы.

 

 

 

 

 

 

 

9 Выбор аппаратур

ы  управления и защиты

 

Условия выбора автомата:

  U_АВТ U_уст;  

  I_Н.АВТ I_РАСЧ;  

  I_Т.Р I_РАСЧ;  

  I_{СР.ОТСЕЧ} К_Н·I_MAX;  

где U_АВТ - напряжение на которое рассчитан автомат, В;

      U_уст - напряжение уставки, В;

I_Н.АВТ - номинальное значение тока автомата, А;

I_РАСЧ - расчетный ток защищаемой линии, А;

I_Т.Р - ток теплового расцепителя автомата, А;

I_{СР.ОТСЕЧ} - ток электромагнитного расцепителя, А;

К_Н - коэффициент надежности автомата ;

      I_MAX - максимальное значение тока в защищаемой сети, А.

По схеме видно,что двигатель  транспортера и двигатель нории защищаются одним автоматическим выключателем QF1.Следовательно расчетным током для этого автомата принимается сумма расчетных токов обоих двигателей. Пусковой ток определяется аналогично.

Примим , что для привода метательного транспортера используются электродвигатель типа серии 4А71В6УЗ с P_Н=0,55 кВт; _П=0.675: cos =0.71, к_i=4;

Для привода нории  выбран по условию двигатель типа серии серии 4А80В4У3  =1.5 кВт ,Ki=5

Определим суммарный расчетный  ток :

Принимаем автомат QF1 серии ВА51-25 с I_Н.АВТ=25 А; I_н.расц=10 А; I_{СР.ОТСЕЧ}=10*10=100 А; U_Н.А=660 В.

Проверим по условиям выбора:

660>380

25>6

10>6

100

2.1*28.5

Соответственно к нему принимаем  магнитный пускатель ПМЛ 121002+РТЛ 1012

 Для защиты заслонки используется  автомат QF2.

I_РАСЧ= А

I_П= I_Н*Кi=41.3*6.5=268.5 А

Принимаем автоматический выключатель ВА51Г31  с I_Н.АВТ=100 А;  I_Т.Р=50А; I_{СР.ОТСЕЧ}=14*50=700 А; U_Н.А=660 В.

к_н* I_max =2.1*268.5=563.9

Проверяем:

660>380

100>41.3

50>41.3

700>563.9- автомат проходит

 

Выбор реле времени

В качестве КТ1, КТ2 используем реле типа РВ-4 у которого: 1 замыкающий и 1 размыкающий с выдержкой времени, и 1 замыкающий и 1 размыкающий без выдержки времени, с S_ВКЛ=180 В·А, S_УДЕР=40 В·А.

Выбор лампочек

Принимаем сигнальную арматуру АС-44101У2  с лампами HL1, HL2, HL3, HL4 КМ6-60 с резисторами R1, R2, R3, R4 типа ПЭВ-7.5 кОм 10%

Выбор кнопочных станций

В качестве SB1,SB2,SB3 принимаем однокнопочные станции, SB1- КЕО81, SB2,SB3 типа КЕО41 с U_Н=380 В, I_ДЛИТ=5А

Выбираем промежуточное реле KV1:

РПУ-2: I_н=2,5А, U_н=240 В, коммутируемый ток I_вкл=6А, I_откл=1,2А

Выбор магнитных пускателей сведем в таблицу 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 - Выбор магнитных пускателей.

 

Расчет показателей  надежности электропривода

Эффективность применения схем управления определяется по показателям надежности и экономическим характеристикам.

Электропривод относится  к восстанавливаемым объектам и  поэтому основными показателями надежности являются: вероятность безотказной  работы на определенное время работы, интенсивность отказов, коэффициент готовности.

Вероятность безотказной  работы на t часов наработки определяется по формуле:

где l_сх – интенсивность отказов схемы;

t – время работы, ч.

где l_i - интенсивность отказа i-го элемента схемы;

n – число элементов схемы.

Интенсивность отказов  релейно – контактной и коммутационной аппаратуры определяется как:

где l_вч – интенсивность отказов воспринимающей части (катушки управления);

l_ич - интенсивность отказов исполнительной части (контактов);

 - поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно время нахождения обмотки под напряжением, уровень электрической нагрузки, для сельскохозяйственного производства , .

Все расчеты сведем в таблицу 5.

Таблица 5 - Данные для расчета интенсивности отказов.

Обозначение элементов	Кол-во элементов	Воспринимающая часть		Исполнительная часть		λi1·10-6	Твi, ч
		Кол-во	λвч·10-6, 1/ч	Кол-во	λич·10-6, 1/ч
КМ1,КМ2	1	1	2.8	5	2.5	34.05	3.6
КМ3	1	1	2,8	2	2,5	15,3	3,6
SB1-SB3	3	-	-	1	0,34	5,1	0,7
QF1, QF2	2	-	-	4	3,5	70	0,7
KV1	1	1	2,8	2	2,5	15,3	3,6
КТ1,КТ2	2	1	12	1	10	74	1.9
KV2	1	1	2,8	2	2,5	15,3	3,6
KK1..5	5	-	-	1	0.34	4.25	0,7
λC.X =						263.3